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Digitale Telemetrie, Funktionsbeschreibung - TMS · Telemetrie ...

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<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg<strong>Digitale</strong> <strong>Telemetrie</strong>system - <strong>Funktionsbeschreibung</strong>1. <strong>Digitale</strong> <strong>Telemetrie</strong>systeme1.1 <strong>Telemetrie</strong>systeme mit PCM-TechnikSollen mehrere Kanäle per Funk übertragen werden, müssen mehrere unterschiedlicheHF-Trägerfrequenzen und eben so viele selektive HF-Empfänger verwenden werden,welche das Kosten/Nutzen-Verhältnis unverhältnismäßig vergrößern würden. DieLösung des Problems bietet die digitale Überragungstechnik. Die eigentliche Aufgabevon Mehrkanal-<strong>Telemetrie</strong>systemen besteht darin, die einzelnen Kanäle zeitlich somiteinander zu verschachteln und zu bündeln, dass sie am Ausgang auf einer „2-Draht-Leitung“ zur Verfügung stehen und über einem einzigen HF-Sender abgestrahlt oderüber LWL bzw. Datenleitung übertragen werden können. Diese Art der Übertragungstechnikwird durch Digitalisieren, Multiplexen und PCM-Encodieren sämtlicher Kanälerealisiert. Die digitale PCM-Übertragungstechnik (Puls-Code-Modulation) wird seit vielenJahren in der Kommunikations- und Nachrichtentechnik eingesetzt, z.B. weltweit zurÜbermittlung von Fernsprechkanälen. Auch im Konsumerbereich macht die PCM vonsich Reden, wo sie z.B. zur Übertragung von Audiosignalen über die Fire-Wire-Schnittstelle zwischen digitaler Video-Kamera und PC eingesetzt wird.Die Vorteile der PCM-Übertragungstechnik sprechen für sich:- gleich bleibender Signal/Rausch-Abstand durch Digitalisierung des Signals- Mehrfachausnutzung eines Nachrichtenkanals durch Multiplexing- sehr störfeste Signalübertragung, geringe Empfindlichkeit gegen Übersprechen- direkte Übernahme und Verarbeitung des empfangenen digitalen PCM-Signals ineinem PCSendera(t)inAa(t)outtTPf Ggf g TPAPD 12 S 1001101100110110011000011100110001110 001101100110 110011000011EncoderA12 P1DSbitparallelwortseriellTakt, t SPAMPCMEmpfängerDecoderbitseriellÜbertragungswegBild 1: Blockschaltbild einer 1-Kanal-PCM-Übertragungsstecke<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg2. Erzeugung eines PCM-SignalsDie Pulscodemodulation (PCM) spielt bei der Erfassung, Übertragung und Auswertungvon Messwerten eine immer größer werdende Rolle. Nachfolgend soll die Erzeugungeines digitalen PCM-Signals und der Prozess der Abtastung, Quantisierung, undCodierung näher beschrieben werden. Das Meßsignal a(t) wird zunächstpegelangepasst (konditioniert) und in seiner Bandbreite gefiltert (Bild 1). Dem folgt alswesentliche Schritt, die Diskretisierung des kontinuierlichen Messsignals. Einelektronischer Schalter (Sample & Hold), gesteuert von einem Taktgenerator, entnimmtdem Messsignal einzelne Signalproben, wobei die Pulsamplitude jedes mal demAugenblickswert der analogen Eingangsspannung entspricht. Auf diese Weise erhältman am Ausgang des elektronischen Schalters ein pulsamplitudenmoduliertes Signal,das PAM-Signal. Das Abtasttheorem gibt an, mit welcher Mindestfrequenz ein analogesSignal abzutasten ist, damit ohne Informationsverlust aus den Abtastwerten wieder dasursprüngliche Signal gewonnen werden kann. Die Abtastfrequenz (fs) muss größer seinals das Doppelte der höchsten im analogen Signal enthaltenen Frequenz (fg):fs > 2 x fgIn der Praxis werden 4 bis 5 Abtastwerte (Samples) je Hz Bandbreite entnommen. DieWirkung von Pulsamplitudenmodulation wird bei einer Betrachtung der Signale im ZeitundFrequenzbereich deutlicher (Bild 2).ZeitbereichFourier-AnalyseFrequenzbereichA tA fSignaltfS tA t* S tfs = 1/tsAbtast-Pulse (Dirac-Pulse)PAMtA f* S ftS ff S2f Sf gf gf s-f gf sf s+f g2 fffBild 2: Abtastvorgang im Zeit- und Frequenzbereich<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergBeim Abtasten entsteht eine Pulsfolge, die nach der Fourieranalyse durch einenGleichanteil und eine Summe von sinusförmigen Spannungen, die ganzzahligeVielfache der Grundfrequenz sind, dargestellt werden kann. Im Frequenzbereicherzeugen die Abtastpulse systematisch Spektrallinien im Abstand von f S . Rechts undlinks dieser Träger entstehen Modulationsseitenbänder - ähnlich derAmplitudenmodulation - mit oberen und unteren Seitenbändern bei fs-fg, fs+fg, 2fs+fg,2fs-fg, u.s.w.. Die Information steckt in jedem Seitenband, zur weiteren Übertragungwird jedoch lediglich das in Bild 2 rot markierte Basisband verwendet. Aus demFrequenzbereich wird auch ersichtlich, dass bei einer Vergrößerung der Signal-Grenzfrequenz die Modulationsseitenbänder sich ausweiten und ineinander fallenwürden. In diesem Moment entsteht das sog. „Aliasing“, welches nur durch eine höhereAbtastrate verhindert werden könnte. In der Praxis tritt dieses Problem nicht auf, da dasSignal schon im Eingang durch einen Tiefpass (Anti-Aliasing-Filter) bandbegrenzt ist.Das pulsamplitudenmodulierte Signal in Bild 1 ist immer noch eine analoge Form desEinganssignals. Die Abtastwerte lassen sich aber viel besser in digitaler Formübertragen und weiterverarbeiten. Zur abschließenden Quantisierung und Codierung,wird das PAM-Signal einem 12-bit-A/D-Wandler zugeführt. Der A/D-Wandler konvertiert(quantisiert) die einzelnen PAM-Impuls entsprechend ihrer momentanen Amplitude in12-bit-Worte, einer digitalen Auflösung von 1024 Schritten. Ein PAM-Impuls derAmplitude 1 Volt wird demnach mit einer Auflösung < 1mV digitalisiert. Das digitalisiertePAM-Signal nennt man PCM-Signal. Auf den 12-Bit-A/D-Wandler folgt einParallel/Serien-Wandler, der die 12-bit-Worte in einen bitseriellen Datenstrom umsetztund sich das Signal auf einer Datenleitung, LWL oder über eine HF-Strecke übertragenlässt. Damit der Empfänger auf den serielle Datenstrom synchronisieren kann, werdenvor jedem Datenwörtern noch sog. Synchronbits mit übertragen.Auf der Empfangsseite geschieht der Gleiche, nur rückwärts. Nach erfolgterSerien/Parallel-Wandlung werden die 12-bit-Worte mit Hilfe von D/A-Wandlern in PAM-Signale umgesetzt und durch ein Tiefpassfilter von zeitdiskreten zu amplitudenkontinuierlichenSignalen geglättet. Jeder einzelne Signalwert ist gleich dem Mittelwertdes entsprechenden Quantisierungsintervalls. Nach Verstärkung zur Pegelanpassungsteht das ursprüngliche Messsignal a(t) wieder zur Verfügung.2.1 Multiplexen und DemultiplexenMultiplexen ermöglicht das mehrkanalige, synchrone Übertragung von PCM-Kanälen.Wie aus Bild 1 und 2 zu erkennen, nehmen die Abtastpulse jeweils nur eine sehrbegrenzte Zeitdauer in Anspruch und zwischen ihnen liegen verhältnismäßig große freieZeitlücken. Nach dem Zeitmultiplexverfahren kann man die 12-bit-Codewörter vonmehreren zu übertragenden Signalen zeitlich so staffeln, dass sie sich gegenseitig nichtbeeinflussen, sondern nur die sonst freien Lücken ausfüllen. So entsteht ein PCM-Multiplexsignal. Das Grundprinzip der zeitlichen Verschachtelung mehrerer Nachrichten(Codewörter) in einer Weise, dass sie über eine gemeinsame Leitung übertragenwerden können, veranschaulicht Bild 3.<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergSender12-bit-CodewortEmpfängerK1ÜbertragungsstreckeK1K2APulsrahmenBK2K3K3ZeitschlitzK4K4einzelnePCM-KanäleMultiplexenPCM-Zeitmultiplex-KanalDemultiplexeneinzelne PCM-KanäleBild 3: Prinzipdarstellung der Zeitmultiplexbildung und der DemultiplexbildungDie Vorgänge beim Multiplexen werden vollelektronisch abgewickelt. Zur Erläuterungdes Prinzips zeigt Bild 3 vier Einganssignale, die von einem umlaufenden Schalter Azyklisch abgetastet werden. Synchron mit der Folge der ankommenden Codewörter wirdder Schalter A auf den nächsten Eingang gesteuert. Am Ausgang des Schalters A stehtdann das PCM-Zeimultiplexsignal zur Verfügung. Der Zeitabschnitt, in dem einCodewort übertragen wird, heißt Zeitschlitz (Time-Slot). Eine Bitfolge, die von jedemEingangssignal ein Codewort enthält, bezeichnet man als Pulsrahmen. Für dasaufgeführte Beispiel in Bild 3 besteht ein Pulsrahmen aus vier aneinandergereihtenCodewörtern der Eingangssignale K1...K4. Die erforderliche Abtastfrequenz desMultiplexer zur vollständigen Übertragung der digitalen Informationen beträgtfs > 2 x fg x KanalanzahlAuf der Empfangsseite werden aus dem Zeitmultiplexsignal die einzelnen PCM-Signalezurück gewonnen, d.h. die 12-bit-Codewörter werden auf die entsprechenden Ausgängeverteilt. Der umlaufende Schalter B verteilt im Synchronlauf die Codewörter auf die vierAusgänge. Wie bei der Zeitmultiplexbildung auf der Senderseite, laufen die Vorgängebeim Demultiplexen vollelektronisch ab.3. Mehrkanal-<strong>Telemetrie</strong>systemeBilder 4 und 5 zeigen den prinzipiellen Aufbau eines Mehrkanal-<strong>Telemetrie</strong>systems, alsBeispiel mit 4 Übertragungskanälen. Das PCM-Übertragungssysteme besteht imwesentlichen aus zwei Einheiten, einem PCM-Encoder zur Erfassung und Codierungder Messwerte auf der Sendeseite und einem PCM-Decoder zur Decodierung undAusgabe der Messwerte auf der Empfangsseite.Im Encoder werden folgende Funktionen durchgeführt:- Signalaufbereitung des analogen Eingangssignals (Sensorsignal)- Bandbreitenbegrenzung durch TP-Filter<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg- Simultane Signalabtastung durch einen Sample & Hold Verstärker- A/D-Wandlung (ADC) des abgetasteten Signals- Parallel-Serien-Wandlung der 12-bit Wörter- Einblendung von Synchronzeichen- Konvertierung in einen PCM-Code- FSK-Modulation eines HF-SenderPCM-ENCODERK1SignalaufbereitungAnti-AliasingFilterS&HADC12 bit12P/S-1WandlerK2K3SignalaufbereitungAnti-AliasingFilterSignalaufbereitungAnti-AliasingFilterS&HS&HADC12 bitADC12 bitP/S-WandlerP/S-WandlerMultiplexerHF-SenderK4SignalaufbereitungAnti-AliasingFilterS&HADC12 bitP/S-Wandlersimultan sampling AbtastrateBild 4: Blockschaltbild eines PCM-Mehrkanal-EncodersBild 4.1: Beispiel einer modular aufgebauten 8-Kanal <strong>Telemetrie</strong>, mit A/D-Wandlern,Encoder und HF-Sender<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergDer Decoder auf der Empfangsseite erfüllt folgende Aufgaben:- selektive Verstärkung und Demodulation des HF-Signals- Regenerierung des eintreffenden seriellen PCM-Signals- Erzeugung eines zum Eingangssignal synchronen Taktes- Erkennung der Synchronzeichen und Generierung der zugehörigen Messwertadressen- Ausgabe von Daten in bit-paralleler, wort-serieller Form an eine PC-Interfacekarte (IF16)- D/A-Wandlung der Daten und Ausgabe als analoges SignalPCM-DECODERPCM-out1S/P-Wandler12DAC12 bitTP-FilterK1HF-EmpfängerDemultiplexerPCM-DecoderS/P-WandlerS/P-WandlerDAC12 bitDAC12 bitTP-FilterTP-FilterK2K3S/P-WandlerDAC12 bitTP-FilterK4Abtastratesimultan SamplingBild 5: Blockschaltbild eines PCM-Mehrkanal-DecodersBild 5.1: modulare MT32 <strong>Telemetrie</strong>-Decoder<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg3.1 Synchronisation von Encoder und DecoderDamit der Decoder in der Lage ist, die zeitliche Zuordnung der digitalisierten Messwertewieder zu erkennen, wird an eine bekannten Stelle des Abfragezyklus ein sog.Synchronwort eingefügt. Dieses Synchronwort besteht aus einer festen Länge von 4 Bitund wird zum Anfang jedes PCM-Pulsrahmens eingefügt. Der Decoder synchronisiertauf dieses Synchronwort und ist dadurch stets in exaktem Gleichlauf mit demzugehörigen Sender. Außerdem liefert das Synchronwort über seine Codierung weiterenützliche Informationen, wie z.B. die Batteriekapazität des Senders. Bild 6 zeigt denAufbau eines einzelnen Pulsrahmens, bestehend aus Synchronwort und 4 Kanälen. DieLänge des seriellen PCM-Pulsrahmens beträgt 4 x 12 bit + 4 bit = 52 bit.PCM-Pulsrahmensync4 bitK112 bitK212 bitK312 bitK412 bit1. Datenwort 2. Datenwort 3. Datenwort 4. Datenwort1. Synchronisationswort2. SynchronisationswortBild 6: PCM-Rahmen mit Synchronisationswort, Beispiel: 4 KanäleDie max. übertragbare Signalbandbreite der einzelnen Kanäle steht in einem direktenZusammenhang mit der Abtastgeschwindigkeit des Multiplexers. Tabelle 1 gibt einenÜberblick der erreichbaren Signalbandbreiten (Sb) in Abhängigkeit der Abtastrate (Abt)des PCM-Systems. Die jeweilige Rahmenlänge (s. Bild 6) errechnet sich aus der Anzahlder zu übertragenden Kanäle. Die Übertragungsrate eines <strong>Telemetrie</strong>system ergibt sichsomit aus dem Produkt von Abtastrate und Rahmenlänge.Übertragungsrate (bit/s) = Abtastrate (Hz) x Rahmenlänge (bit)Bitrate 40 Kbit/s 80 Kbit 160 Kbit 320 Kbit 640 Kbit 1280 KbitAbtHzSbHzAbtHzSbHzAbtHzSbHzAbtHzSbHzAbtHzSbHzAbtHzSbHzRahmenlänge16 Kanal 204 45 408 95 816 190 1632 375 3265 750 6530 1500 196 bit8 Kanal 400 95 800 190 1600 375 3200 750 6400 1500 12800 3000 100 bit4 Kanal 770 190 1538 375 3077 750 6154 1500 12308 3000 24615 6000 52 bit2 Kanal 1428 375 2857 750 5714 1500 11428 3000 22857 6000 45714 12000 28 bitAbt. = Abtastrate (Hz) , Sb = Signalbandbreite der KanäleTabelle 1: Zusammenhänge zwischen Übertragungsrate, Kanalanzahl und PCM-Rahmenlänge<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergBeispiel:Rahmen errechnet sich, z.B. für 8-Kanäle: 8 x 12 bit = 96 bit + 4 bit sync. = 100 bitBerechnung Übertragungsrate, z.B. für 8 Kanäle: Bitrate = 6400 Hz x 100 bit = 640 kbit/s4. HF-ÜbertragungDie telemetrische Verbindung zwischen Encoder und Decoder erfolgt auf dem Funkwegmittels HF-Sender und -Empfänger. Für industrielle, wissenschaftliche und medizinischeFunkübertragungszwecke wurden sog. ISM-Bänder (Industry, Science and Medicine)freigegeben. Die Benutzung dieser Frequenzbänder bedürfen keiner Einzelgenehmigung,für den Anwender besteht der Vorteil einer kosten- und anmeldefreien allgemeinenBetriebserlaubnis. Die erlaubten Frequenzen liegen im 70cm-Band bei 433,92 +/- 0,8MHz und im S-Band bei 2.400 bis 2.483,5 MHz mit einer max. Strahlungsleistung von 10mW im 70 cm-Band und 25 mW im S-Band. Die erzielbaren Reichweiten werden durchdie Trägerfrequenz, den Aufbau der Antenne (Antennengewinn), dem Umfeld und der zuübertragende Datenbandbreite bestimmt. Im 70 cm-Band lassen sich im Freifeld mitLambda/4 Stabantennen bei 8 Kanälen und einer Datenübertragungsrate von 320 kbit/sca. 300m Entfernung überbrücken, mit Richtantennen > 1km. In einer bebautenUmgebung, wie in einer Maschinenhalle, wirken sich Dämpfung und Reflexion auf dasFunkfeld aus, und die Entfernungen können kürzer ausfallen. Grundsätzlich gilt, dass beischmalbandigen Übertragungs-systemen, (niedrige Übertragungsrate, wenig Kanäle) dieÜbertragungsreichweite höher ausfällt als bei breitbandigen Systemen (viele Kanäle,hohe Übertragungsraten).Gegenüberstellung von MHz- und GHz-<strong>Telemetrie</strong>:• 433 MHZ:– max. 160 kbit/s = 16 Kanäle@150 Hz Signalfrequenz– max. 10 mW Sendeleistung = 500 - 1000 m– keine Störungen durch Reflexionen– keine individuelle Sendeerlaubnis• 2.560 MHZ:– typ. 2,56 Mbit/s = 16 Kanäle@2.400 Hz Signalfrequenz– max. 500 mW Signalfrequenz = 1.000 - 3.000 m– nur bei “optischer” Sichtverbindung– mit Richtstrahlantennen kann Entfernung vergrößertwerden<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg4.1 ModulationDie Modulation des HF-Senders erfolgt durch das digitale Signal des PCM-Coders. EinHigh-Signal verschiebt die nominelle Trägerfrequenz um + 50 kHz, ein Low-Signal um–50 kHz. Eine solche Modulation des Trägersignals bezeichnet man als FSK (FrequenzyShift Keying), eine Sonderform der FM-Modulation. Bild 7 zeigt das Signal einer 8-Kanal-<strong>Telemetrie</strong> mit 160 kbit/s Übertragungsrate im Zeitbereich (links) und das resultierendeHF-Spektrum im 70 cm-ISM-Band (rechts).TaktSpektrumPCM-SignalBild 7: PCM-Signal im Zeitbereich (links) und im Frequenzbereich (rechts)Im Frequenzbereich ist zu erkennen, dass aufgrund der „harten“ FSK-Modulation einrelativ breites Spektrum erzeugt wird und für weitere Kanäle relativ weinig Platz bleibt.Bei -40 dBc Abstand vom Träger beträgt die spektrale Bandbreite ca. 700 kHz. Mitdieser Bandbreite muss die Selektion des Zwischenfrequenzverstärkers (ZF) des<strong>Telemetrie</strong>-Empfänger ausgestattet sein, damit im Abstand von +/-700 kHz noch einweiterer, artgleicher <strong>Telemetrie</strong>kanal platziert werden kann. Damit wäre die erlaubteGesamtbandbreite (Bandbelegung) von 1,6 MHz schon fast erreicht. Als Faustregel gilt:Mit einer Abtastrate von 40 kbit/s können vier <strong>Telemetrie</strong>systeme (Bild 8) parallel undgleichzeitig im 70cm-Band betrieben werden, mit 160 kbit/s noch zwei Systeme.Bild 8: <strong>Telemetrie</strong>-Sender (433/866MHz) mit Encoder (40kbit) und Signalaufbereitungfür DMS (Dehnmessstreifen)<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik Schnorrenberg4.2 Diversity-EmpfängerDem gegenüber stehen im S-Band über 80 MHz nutzbarer Trägerfrequenzbereich zurVerfügung, so dass selbst Datenströme mit 1280 kbit/s inklusive eventuell zusätzlicherVideosequenzen problemlos gleichzeitig in diesem Band übertagen werden können.Das Mikrowellen-ISM-Band ist jedoch empfindlich gegenüber Reflexionen undMehrfachausbreitung (Bild 9). Diese Mehrwegausbreitung kann zu einem gleichzeitigenEmpfang von laufzeitdifferierenden Signalanteilen führen, so dass sich bei derSignaldemodulation Signalverzerrungen und Signalauslöschungen ergeben können.Diese Effekte können besonders bei bewegtem <strong>Telemetrie</strong>sender entstehen, so dassunsystematische, kurze Unterbrechungen der Übertragung auftreten.Metallflächereflektierter Funkwegdirekter Funkweg<strong>Telemetrie</strong>-Sender<strong>Telemetrie</strong>-EmpfängerBild 9: Entstehung von Signalauslöschung durch Reflexionen im Mikrowellen-S-BandDiese Einflüsse lassen sich durch geeignete Auswahl und Anordnung von Antennenund/oder Einsatz von Diversity-Empfangsanlagen deutlich verringern (Bild 10). DiversityEmpfangsanlagen arbeiten mit zwei HF-Empfängern, die auf eine gemeinsameZwischenfrequenz von 21 MHz umsetzen. Durch einen speziellen Antennenkoppler(Combiner) werden die zwei unabhängigen Signal phasengleich addiert, wobei dieFeldstärke des resultierenden Signals immer höher ist, als die der Eingangssignale (Bild10).<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergS-Band-<strong>Telemetrie</strong>-Antennen sind zumeist als Richtantennen mit zirkularer Polarisationausgeführt (Bild 11). Zirkular polarisierte Antennen (Bild 12) haben den Vorteil,unempfindlich gegenüber Polarisationsänderungen des elektromagnetischen Feldes zusein und ein gleichbleibendes Feldstärkesignal zu liefern.Antenne 1Antenne 22,45 GHz 2,45 GHzDown-ConverterMischerOszillatorMischerZFZF21,4 MHz21,4 MHzReceiverFeldstärkesignalPCMPCMFeldstärkesignalController Unit, SwitchPCM, bitseriellDemodulatorDemodulatorPCM-DecoderPCM, wortseriellPCMCIA-KarteECIA 100Bild 10: Prinzipschaltbild einer Diversity-Empfangsanalge für den GHz-Bereich<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com


<strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergAntennenCombinerBild 11: Diversity-Antennenanlage mit zwei S-Band-Empfangsantennen und CombinerBild 12: <strong>Telemetrie</strong>-Empfangsanlage mit vier zirkular polarisierten Rundumstrahlantennenund direkter, digitaler Einspeisung in das PCM-Interface eines ErfassungssystemWerner SchnorrenbergJuli 2009Copywrite<strong>TMS</strong> <strong>Telemetrie</strong>-Messtechnik SchnorrenbergHabichtweg 30, D-51429 Bergisch Gladbach, Tel: 02204-9815-52, Fax: 02204-9815-53, Mobil: 0171-8902387Internet: www.telemetry-world.com , E-Mail: info@telemetry-world.com

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